KR20190123744A

KR20190123744A - 은 기반 ir 반사 층(들)을 보호하기 위한 도핑된 은 보호층을 갖는 로이 코팅을 갖는 코팅된 물품, 및 이의 제조 방법

Info

Publication number: KR20190123744A
Application number: KR1020197027143A
Authority: KR
Inventors: 이웨이 루; 브렌트 보이스; 구오웬 딩; 스캇 제후스트; 세사 클라베로; 다니엘 스쿠웨이거트; 구이젠 장; 다니엘 리
Original assignee: 가디언 글라스, 엘엘씨
Priority date: 2017-03-01
Filing date: 2018-02-28
Publication date: 2019-11-01
Also published as: CN110573467A; ES2928598T3; CN110573467B; EP3589596B1; MX2019010290A; CA3054561A1; US10731244B2; EP3589596A2; BR112019018184A2; RU2019130724A3; WO2018160616A3; WO2018160616A2; RU2019130724A; BR112019018184B1; US20190203340A1; PL3589596T3; JP2020510596A; US10480058B2; US20180251886A1; US10233531B2

Abstract

코팅된 물품은 유리 기판에 의해 지지되는 저방사율(로이(low-E)) 코팅을 포함한다. 상기 로이 코팅은 로이 코팅의 화학적 내구성 특성을 개선하기 위하여 적어도 하나의 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층에 인접하게 그와 접촉하여 제공되는 적어도 하나의 은(Ag) 기반 적외선(IR) 반사 층(들)을 포함한다. 은 기반 IR 반사 층 및 인접한 도핑된 은 보호층은 저방사율(로이) 코팅의 일부이고, 적어도 투명 유전체 층들 사이에 개재될 수 있다. 로이 코팅의 내구성을 추가로 개선하기 위하여, Ni 및/또는 Cr을 포함하는 배리어 층(barrier layer)이 도핑된 은 보호층 위에 그와 직접 접촉하여 제공될 수 있다.

Description

은 기반 IR 반사 층(들)을 보호하기 위한 도핑된 은 보호층을 갖는 로이 코팅을 갖는 코팅된 물품, 및 이의 제조 방법

소정의 예시적인 실시 형태에서, 본 출원은 로이(low-E) 코팅의 열 안정성 및/또는 화학적 내구성 특성을 개선하기 위하여 적어도 하나의 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층(예를 들어, AgZn)에 인접하게 그와 접촉하여 제공되는 적어도 하나의 은(Ag) 기반 적외선(IR) 반사 층(들)을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다. 은 기반 IR 반사 층 및 인접한 도핑된 은 보호층은 저방사율(로이) 코팅의 일부이고, 적어도 투명 유전체 층들 사이에 개재될 수 있다. 로이 코팅의 내구성을 추가로 개선하고 화학물질 노출 시에 탈층의 가능성을 감소시키기 위하여, Ni 및/또는 Cr을 포함하는 배리어 층(barrier layer)이 도핑된 은 보호층 위에 그와 직접 접촉하여 제공될 수 있다. 그러한 로이 코팅은 일체형(monolithic) 윈도우, 절연 유리(IG) 윈도우 유닛 등과 같은 응용에 사용될 수 있다.

코팅된 물품은 절연 유리(IG) 윈도우 유닛, 차량 윈도우, 일체형 윈도우 등과 같은 윈도우 응용에 사용하기 위한 것으로 당업계에 공지되어 있다. 소정의 예시적인 경우에, 코팅된 물품의 설계자는 종종 높은 가시광선 투과율, 실질적으로 중성인 색상, 저방사율(또는 저방사도), 낮은 시트 저항(R_s), IG 윈도우 유닛과 관련하여 낮은 U-값, 및/또는 낮은 비저항의 조합을 얻기 위해 노력한다. 높은 가시광선 투과율 및 실질적으로 중성인 색상은 코팅된 물품이 이들 특성이 요구되는 응용에, 예컨대 건축용 또는 차량 윈도우 응용에 사용될 수 있게 하는 반면, 저-방사율(로이), 낮은 시트 저항, 및 낮은 비저항 특성은 그러한 코팅된 물품이, 예를 들어 차량 또는 건물 내부의 바람직하지 않은 가열을 감소시키도록 하기 위하여 상당한 양의 IR 방사선을 차단할 수 있게 한다.

적어도 하나의 은 기반 IR 반사 층을 갖는 로이 코팅은 당업계에 알려져 있다. 예를 들어, 미국 특허 제5,344,718호, 제6,576,349호, 제8,945,714호, 제9,371,684호, 제9,028,956호, 제9,556,070호, 제8,945,714호, 제9,028,983호를 참조하며, 이들은 모두 이로써 본 명세서에 참고로 포함된다. 유리 상의 로이 코팅은 에너지를 절약하기 위해 상업용 및 주거용 건물에 널리 사용된다. 이중 Ag 로이 코팅은 그의 탁월한 저방사율 특성 및 태양열 이득의 탁월한 제어로 인해 우세한 로이 제품이다.

그러나, 은 IR 반사 층(들)을 갖는 통상적인 로이 코팅은 화학적 내구성 및/또는 환경적 내구성과 관련된 문제를 가지며, 이는 이들의 응용을 제한한다. 이유는 은 IR 반사 층이 그다지 안정하지 않다는 것인데, 이는 특히 이중 은 유형 로이 코팅에 대해 그러하다. 일단 Ag가 붕괴 또는 손상되면, 은의 광학 특성, 전기적 특성, 및 열(방사율) 특성이 저하된다. 예를 들어, 유리/Si₃N₄/NiCr/Ag/NiCr/Si₃N₄의 적층체를 갖는 태양광 제어 로이 코팅은 효율적인 태양광 제어를 제공하지만, 화학적 환경, 예컨대 HCl 산 환경 조건을 적절하게 견딜 수 없다. 몇몇 내구성 있는 로이 코팅이 시장에 나와 있지만, 그들의 성능은 약 1.0 이하의 바람직하지 않게 낮은 광-대-태양열 이득비(light-to-solar gain ratio, LSG) 값에 대해 특히 불량하다. LSG 값이 높을수록, 에너지가 더 많이 절약되며, 따라서 높은 LSG 값이 바람직하다. LSG는 T_vis/SHGC로 계산되며, 여기서 SHGC는 NRFC 2001에 따른다.

본 발명의 예시적인 실시 형태는 높은 LSG 값을 유지하면서 개선된 은 내구성(예를 들어, 화학적 내구성)을 갖는 로이 코팅을 제공함으로써 이들 문제를 해결한다. 본 발명의 예시적인 실시 형태는 화학적 내구성을 개선하기 위하여 적어도 하나의 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층(예를 들어, AgZn)에 인접하게 그와 접촉하여 제공되는 적어도 하나의 은(Ag) 기반 적외선(IR) 반사 층(들)을 포함하는 로이 코팅을 갖는 코팅된 물품에 관한 것이다. 은 기반 IR 반사 층 및 인접한 도핑된 은 보호층은 저방사율(로이) 코팅의 일부이고, 적어도 투명 유전체 층들 사이에 개재될 수 있다. 놀랍게도 그리고 예기치 않게도, 은 기반 IR 반사 층을 도핑된 은 층 바로 아래에 그와 접촉하여 제공함으로써, 우수한 광학 특성 및 방사율 특성, 예컨대 필요할 때, 적어도 1.10(더 바람직하게는 적어도 1.20, 더 바람직하게는 적어도 1.30, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 1.60)의 높은 LSG 값을 유지하면서, 은 기반 IR 반사 층(들) 및 전체 로이 코팅의 개선된 열 안정성, 내부식성 및 화학적 내구성을 제공한다는 것을 알아내었다. 로이 코팅의 내구성을 추가로 개선하기 위하여, Ni 및/또는 Cr을 포함하는 배리어 층이 도핑된 은 보호층 위에 그와 직접 접촉하여 제공될 수 있다.

본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품이 제공되며, 상기 코팅은 상기 유리 기판 상의 제1 유전체 층; 상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 위에 위치된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사 층; 상기 유리 기판 상의 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 그와 직접 접촉하여 위치된, 도핑된 은을 포함하는 보호층; 상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층, 및 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층 위에 위치된 제2 유전체 층을 포함하며, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99.5% Ag 및 0.5 내지 20% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상이고; 상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 11 옴/스퀘어 이하이고, 수직 방사율(E_n)이 0.2 이하이다.

본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품이 제공되며, 상기 코팅은 상기 유리 기판 상의 제1 유전체 층; 상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 위에 위치된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사 층; 상기 유리 기판 상의 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 그와 직접 접촉하여 위치된, 도핑된 구리를 포함하는 보호층; 상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층, 및 상기 도핑된 구리를 포함하는 보호층 위에 위치된 제2 유전체 층을 포함하며, 상기 도핑된 구리를 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99.5% Cu 및 0.5 내지 20% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Ag, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상이고; 상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 11 옴/스퀘어 이하이고, 수직 방사율(E_n)이 0.2 이하이다.

본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법이 제공되며, 상기 방법은 상기 유리 기판 상에 제1 유전체 층을 스퍼터링-침착하는 단계; 상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 위에 위치되게 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사 층을 스퍼터링-침착하는 단계; 상기 유리 기판 상의 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 그와 직접 접촉하여, 도핑된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 보호층을 스퍼터링-침착하는 단계로서, 침착되었을 때의 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99.5% Ag 및 0.5 내지 20% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상인, 상기 단계; 및 상기 도핑된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 보호층을 스퍼터링-침착한 후에, 상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 및 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 위치되게 제2 유전체 층을 스퍼터링-침착하는 단계를 포함하며, 상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 11 옴/스퀘어 이하이고, 수직 방사율(E_n)이 0.2 이하이다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다.

이제, 몇몇 도면에 걸쳐 유사한 도면 부호가 유사한 부분을 나타내는 도면을 참조한다.

본 발명의 예시적인 실시 형태는 로이 코팅(30, 40)을 지지하는 유리 기판(1)을 포함하는 코팅된 물품에 관한 것이다. 로이 코팅(30, 40)은 높은 LSG 값을 유지하면서 개선된 은 내구성(예를 들어, 화학적 내구성)을 갖도록 설계된다. 본 발명의 예시적인 실시 형태는 화학적 내구성을 개선하기 위하여 적어도 하나의 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층(10)(예를 들어, AgZn, AgCu, AgNi, AgW, AgSn, AgSi, AgSiAl, AgZnAl, AgZnSi, AgZnSiCu, 및/또는 이들의 합금의 것이거나 이를 포함함)에 인접하게 그와 접촉하여 제공되는 적어도 하나의 은(Ag) 기반 적외선(IR) 반사 층(들)(9, 9')을 포함하는 로이 코팅을 갖는 코팅된 물품에 관한 것이다. 본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 은 포함 IR 반사 층(9, 9')은 바람직하게는 도핑된 은 보호층(10)과 상이한 재료의 것이며, 이때 IR 반사 층(9, 9')은 바람직하게는 어떠한 다른 금속으로도 도핑되지 않거나, 스퍼터링 챔버(들) 사이의 가능한 크로스토크(crosstalk)로 인해 침착되었을 때 단지 약간 도핑된 은의 것이고, 보호층(10)은 침착되었을 때 본 명세서에 설명되는 바와 같이 다른 금속(들)으로 의도적으로 도핑된 은의 것이다. 더욱이, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도핑된 은 보호층(10)은 바람직하게는 인접한 은 기반 IR 반사 층(9, 9')보다 실질적으로 더 얇은데, 그 이유는, 이것이 가시광선 투과율이 증가될 수 있게 하기 때문이다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도핑된 은 보호층(10)은 인접한 은 기반 IR 반사 층(9, 9')보다 적어도 40 옹스트롬(Å) 더 얇다(더 바람직하게는 적어도 50 Å 더 얇고, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75 Å 더 얇고, 가장 바람직하게는 적어도 100 Å 더 얇다). 은 기반 IR 반사 층(9, 9') 및 인접한 도핑된 은 보호층(10)은 저방사율(로이) 코팅(30, 40)의 일부이고, 적어도 투명 유전체 층들 사이에 개재될 수 있다. 놀랍게도 그리고 예기치 않게도, 은 기반 IR 반사 층(9, 9')을 도핑된 은 층(10) 바로 아래에 그와 접촉하여 제공함으로써, 우수한 광학 특성 및 방사율 특성, 예컨대 필요할 때, 적어도 1.10(더 바람직하게는 적어도 1.20, 더 바람직하게는 적어도 1.30, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 1.60)의 높은 LSG 값을 유지하면서, 은 기반 IR 반사 층(들)(9) 및 전체 로이 코팅(30, 40)의 개선된 열 안정성, 내부식성 및 화학적 내구성을 제공한다는 것을 알아내었다. LSG 값은 일체형으로 측정될 수 있음에 유의한다. 로이 코팅의 내구성을 추가로 개선하기 위하여, Ni 및/또는 Cr을 포함하는 배리어 층(11, 26)이 도핑된 은 보호층(10) 위에 그와 직접 접촉하여 제공될 수 있다. 그러한 코팅된 물품은 일체형 윈도우, 절연 유리(IG) 윈도우 유닛 등과 같은 응용에 사용될 수 있다. 본 발명의 코팅된 물품은 선택적으로 열 처리될(예를 들어, 열 템퍼링될)수 있다.

도 1은 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 코팅된 물품은 유리 기판(1)(예를 들어, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의 투명, 녹색, 청동색, 또는 청록색 유리 기판), 및 기판(1) 상에 직접 또는 간접적으로 제공된 다층 로이 코팅(또는 층 시스템)(30)을 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 로이 코팅(30)은 질화규소(예를 들어, Si₃N₄, 또는 어떠한 다른 적합한 화학량론)의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 층(2), 산화아연 포함 투명 유전체 층(7)(예를 들어, ZnO_x(여기서, "x"는 약 1일 수 있음); 또는 ZnAlO_x), 은의 또는 이를 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 IR(적외선) 반사 층(9), 은 IR 반사 층(9) 상에 직접 접촉하여 제공되는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층(10), Ni 및/또는 Cr의 산화물 및/또는 질화물(예를 들어, NiCrO_x)의 또는 이를 포함하는 배리어 층(11), 및 산화주석 포함 투명 유전체 층(13) 및 질화규소 포함 투명 유전체 층(15)의 또는 이를 포함하는 오버코트로 이루어지거나 이를 포함한다. 질화규소 포함 층(2 및/또는 15)은 Al, 산소 등을 추가로 포함할 수 있고, 산화주석 층(13)도 마찬가지로 질소, 아연 등과 같은 다른 재료를 추가로 포함할 수 있다. 다른 층 및/또는 재료가 또한 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 코팅 내에 제공될 수 있으며, 소정 층이 소정의 예시적인 경우에 제거되거나 분할될 수 있는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 산화지르코늄 오버코트 층(도시되지 않음)이 층(15) 위에 제공될 수 있다. 더욱이, 상기 논의된 층들 중 하나 이상은 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 다른 재료로 도핑될 수 있다.

도 2는 본 발명의 다른 예시적인 실시 형태에 따른 코팅된 물품의 단면도이다. 도 1과 대조적으로, 도 2의 로이 코팅(40)은 2개의 이격된 은 기반 IR 반사 층(9, 9')을 함유하며, 도 2에서의 이러한 IR 반사 층(9, 9')은 층들(23 내지 25)에 의해 이격되어 있다. 도 1 및 도 2의 실시 형태 둘 모두에서, 로이 코팅은 로이 코팅의 화학적 내구성을 개선하기 위하여 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층(10)과 인접하게, 그 아래에, 그와 접촉하여 제공되는 적어도 하나의 은 기반 IR 반사 층을 포함한다. 도 2의 로이 코팅(40)에서, 도핑된 은 보호층(10)은 상부 은 층(9') 위에 그와 접촉하여 제공되지만, 하부 은 층(9) 위에 그와 접촉하는 그러한 도핑된 은 보호층은 없다. 도 2의 이중 은 실시 형태의 대안에서는, 각각의 도핑된 은 보호층(10)이 상부 은 IR 반사 층(9') 및 하부 은 IR 반사 층(9) 둘 모두 위에 그와 접촉하여 제공될 수 있다.

도 2에 예시된 로이 코팅(40)은 유리 기판(1)(예를 들어, 약 1.0 내지 10.0 mm 두께, 더 바람직하게는 약 1.0 mm 내지 6.0 mm 두께의 투명, 녹색, 청동색, 또는 청록색 유리 기판)에 의해 지지되고, 주석산아연의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 층(22), 산화아연 또는 주석산아연의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 시드 층(seed layer)(7), 금속성 또는 실질적으로 금속성인 하부 은 기반 IR 반사 층(9), 하부 IR 반사 층(9) 위에 그와 직접 접촉하는 배리어 층(23) - 여기서, 배리어 층(23)은 NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoO_x, NiCrMoN_x, NiTiNbO_x, 산화니켈(Ni), 산화크로뮴/크롬(Cr), TiO_x, 또는 니켈 합금 산화물, 예컨대 니켈 크롬 산화물(NiCrO_x), 또는 다른 적합한 재료의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있음 -, 주석산아연의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 층(24), 산화아연 또는 주석산아연의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 시드 층(25), 금속성 또는 실질적으로 금속성인 상부 은 기반 IR 반사 층(9'), 상부 은 IR 반사 층(9') 상에 직접 접촉하여 제공되는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층(10), 도핑된 은 보호층(10) 위에 그와 직접 접촉하는 배리어 층(26) - 여기서, 배리어 층(26)은 NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoO_x, NiCrMoN_x, NiTiNbO_x, 산화니켈(Ni), 산화크로뮴/크롬(Cr), TiO_x, 또는 니켈 합금 산화물, 예컨대 니켈 크롬 산화물(NiCrO_x), 또는 다른 적합한 재료의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있음 -, 주석산아연, 산화아연, 산화주석 등의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 층(27), 산화아연, 산화주석, 또는 다른 적합한 재료의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 층(28), 및 질화규소, 산질화규소, 및/또는 다른 적합한 재료의 또는 이를 포함하는 투명 유전체 층(15)을 포함한다. 질화규소 포함 층(15)은 Al, 산소 등을 추가로 포함할 수 있다. 다른 층 및/또는 재료가 또한 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 코팅 내에 제공될 수 있으며, 소정 층이 소정의 예시적인 경우에 제거되거나 분할될 수 있는 것이 또한 가능하다. 예를 들어, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 산화지르코늄 오버코트 층(도시되지 않음)이 층(15) 위에 제공될 수 있다. 더욱이, 상기 논의된 층들 중 하나 이상은 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 코팅(40)으로부터 생략되거나 또는 다른 재료로 도핑될 수 있다.

통상적인 은 기반 로이 코팅은, 상기에 설명된 바와 같은, 예컨대 HCl 및 CASS 용매 중에서의, 화학적 내구성 문제를 갖는다. 부식에 대한 메커니즘은 갈바닉 부식 및 산화 경쟁을 포함한다. 상이한 전위를 갖는 2개의 금속이 전기 전도성 부식성 액체 중에 있는 동안에 전기적 접촉 상태에 있을 때 2금속 부식(bimetallic corrosion)이 일어난다. 2개의 금속의 이러한 효과는 함께 애노드의 부식 속도를 증가시키고 캐소드의 부식을 감소시키거나 심지어 억제한다. 따라서, 애노드 재료는 훨씬 더 신속하게 부식될 것이고, 캐소드의 부식은 억제된다. 본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 은 IR 반사 층(9, 9')은 캐소드 위치에 있어서, 캐소드 은(9, 9')이 보호층(10)의 희생 애노드 재료에 의해 보호되게 될 것이다. 본 발명의 예시적인 실시 형태에 따르면, 도핑된 은 층(10)은 로이 적층체에서의 화학적 부식으로부터 층(9, 9')의 은을 보호하도록 은(9, 9')에 직접 이웃하는 것으로서 제공된다. 상기에 설명된 바와 같이, 본 발명의 도 1 및 도 2의 실시 형태에서, 상대적으로 얇은, 금속성 또는 실질적으로 금속성인 도핑된 은 보호층(10)은 AgZn, AgCu, AgNi, AgW, AgSn, AgSi, AgSiAl, AgZnAl, AgZnSi, AgZnSiCu, 및/또는 이들의 조합의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.

"실질적으로" 금속성은 10% 이하의 산소 함량, 더 바람직하게는 5% 이하의 산소 함량(원자%)을 갖는 금속을 의미함에 유의한다. 본 발명의 예시적인 실시 형태에서, 실질적으로 금속성인 층(9, 9', 10)은 0 내지 10% 산소 및/또는 질소, 더 바람직하게는 0 내지 5% 산소 및/또는 질소(원자%), 가장 바람직하게는 0 내지 2% 산소 및/또는 질소를 함유할 수 있다.

도 1 및 도 2에서의 보호층(10)의 Ag 내의 도펀트 함량은 바람직하게는 낮게 유지되며, 보호층(10)의 두께는, 필요하다면 보호층(10)에 의한 광 흡수를 감소시켜 코팅된 물품의 가시광선 투과율이 높게 유지될 수 있도록 하기 위하여, 바람직하게는 인접한 은 IR 반사 층(9, 9')에 비해 얇다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 바람직하게는 80 내지 99.5% Ag, 더 바람직하게는 90 내지 99% Ag, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Ag이고; 바람직하게는 0.5 내지 20% 도펀트, 더 바람직하게는 1 내지 10% 도펀트, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% 도펀트이며, 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 또는 이들의 조합 중 임의의 것이다. 따라서, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 바람직하게는 80 내지 99.5% Ag, 더 바람직하게는 90 내지 99% Ag, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Ag이고; 바람직하게는 0.5 내지 20% Zn, 더 바람직하게는 1 내지 10% Zn, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% Zn이다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 바람직하게는 80 내지 99.5% Ag, 더 바람직하게는 90 내지 99% Ag, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Ag이고; 바람직하게는 0.5 내지 20% Cu, 더 바람직하게는 1 내지 10% Cu, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% Cu이다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 바람직하게는 80 내지 99.5% Ag, 더 바람직하게는 90 내지 99% Ag, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Ag이고; 바람직하게는 0.5 내지 20% Ni, 더 바람직하게는 1 내지 10% Ni, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% Ni이다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 바람직하게는 80 내지 99.5% Ag, 더 바람직하게는 90 내지 99% Ag, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Ag이고; 바람직하게는 0.5 내지 20% W, 더 바람직하게는 1 내지 10% W, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% W이다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 바람직하게는 80 내지 99.5% Ag, 더 바람직하게는 90 내지 99% Ag, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Ag이고; 바람직하게는 0.5 내지 20% Sn, 더 바람직하게는 1 내지 10% Sn, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% Sn이다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 바람직하게는 80 내지 99.5% Ag, 더 바람직하게는 90 내지 99% Ag, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Ag이고; 바람직하게는 0.5 내지 20% Si, 더 바람직하게는 1 내지 10% Si, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% Si이다. 예를 들어 스퍼터링-침착을 통해 침착되었을 때의 보호층(들)(10)은 바람직하게는 금속성 또는 실질적으로 금속성인데, 이때 10% 이하의 산소 함량, 더 바람직하게는 5% 이하의 산소 함량(원자%)을 갖는다. 산화물 층, 예컨대 NiCrO_x(11)(또는 층(26))가 층(10) 위에 스퍼터링-침착되는 경우, 층(10)은 층(11)이 그 위에 침착되는 동안 어느 정도 산화될 수 있는 것이 가능하다. 그러나, 층(11)(또는 층(26))이 산화물 층이 아니고 대신에 질화물 층인 경우, 그의 침착은 층(10)의 어떠한 유의한 산화도 야기하지 않을 것이다.

일체형인 경우에, 코팅된 물품은 단지 하나의 기판, 예컨대 유리 기판(1)만을 포함한다(도 1 및 도 2 참조). 그러나, 본 발명의 일체형 코팅된 물품은 디바이스, 예컨대 IG 윈도우 유닛, 예를 들어 다수의 유리 기판을 포함하는 것에 사용될 수 있다. 예시적인 IG 윈도우 유닛은, 예를 들어 미국 특허 제5,770,321호, 제5,800,933호, 제6,524,714호, 제6,541,084호 및 미국 특허 출원 공개 제2003/0150711호에 예시되고 기재되어 있으며, 이들의 개시내용은 이로써 모두 본 명세서에 참고로 포함된다. 예시적인 IG 윈도우 유닛은, 예를 들어, 스페이서(들), 실란트(들) 등을 통해 다른 유리 기판에 결합된 도 1 및 도 2에 도시된 코팅된 유리 기판(1)을 포함할 수 있으며, 이들 기판 사이에는 갭(gap)이 형성되어 있다. IG 유닛 실시 형태에서의 기판들 사이의 이러한 갭은 소정의 경우에 가스, 예컨대 아르곤(Ar)으로 충전될 수 있다. 예시적인 IG 유닛은, 각각 약 3 내지 4 mm 두께인 한 쌍의 이격된 실질적으로 투명한 유리 기판을 포함할 수 있으며, 이들 중 하나는 소정의 예시적인 경우에 본 발명의 코팅으로 코팅되고, 기판들 사이의 갭은 약 5 내지 30 mm, 더 바람직하게는 약 10 내지 20 mm, 그리고 가장 바람직하게는 약 12 내지 16 mm일 수 있다. 소정의 예시적인 경우에, 코팅은 갭과 대면하는 내부 또는 외부 유리 기판(1) 면에 제공될 수 있다.

질화규소 포함 투명 유전체 층(2)은 반사방지 목적으로 제공되고, 색상 변이(color shift)가 감소될 수 있게 하는 것으로 밝혀졌다. 질화규소 층(2)은 Si₃N₄의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 대안적으로, 질화규소 층(2)은 Si-풍부 유형(완전히 화학량론적이지 않음)의 것일 수 있다. 더욱이, 질화규소 층(2 및/또는 15) 중 하나 또는 둘 모두는 도펀트, 예컨대 알루미늄 또는 스테인레스 강, 및/또는 소량의 산소를 추가로 포함할 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 이들 층은 스퍼터링을 통해, 또는 임의의 다른 적합한 기법을 통해 침착될 수 있다. 산화티타늄, 주석산아연, 또는 산화주석과 같은 다른 재료가 투명 유전체 층(들)(2 및/또는 15)에 사용될 수 있는 것이 가능하다.

투명 유전체 시드 층(7)은 도 1 및 도 2의 실시 형태에서 산화아연(예를 들어, ZnO)의 것이거나 이를 포함한다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 층(들)(7)의 산화아연은 마찬가지로 Al(예를 들어, ZnAlO_x를 형성하기 위함)과 같은 다른 재료를 함유할 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 산화아연 층(7)은 약 1 내지 10% Al(또는 B), 더 바람직하게는 약 1 내지 5% Al(또는 B), 그리고 가장 바람직하게는 약 2 내지 4% Al(또는 B)로 도핑될 수 있다. 층(9) 내의 은 아래에서의 산화아연(7)의 사용은 은의 탁월한 품질이 달성될 수 있게 한다. (예를 들어, 하기에서 논의될) 소정의 예시적인 실시 형태에서, 산화아연 포함 층(7)은 세라믹 ZnO 또는 금속의 회전가능 마그네트론 스퍼터링 타깃을 스퍼터링함으로써 형성될 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, (예를 들어, Al, F 등으로 도핑될 수 있거나 도핑되지 않을 수 있는 ZnO 의) 세라믹 타깃의 사용은 고품질의 은이 제공될 수 있게 하여 더 낮은 방사율 코팅을 생성할 수 있게 한다는 것을 알아내었다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 세라믹 타깃 내의 Zn:O는 화학량론적일 수 있지만, 이 대신에, ZnO_x를 포함하는 적어도 하나의 아화학량론적 세라믹 타깃(예를 들어, 0.25 ≤ x ≤ 0.99, 더 바람직하게는 0.50 ≤ x ≤ 0.97, 그리고 더욱 더 바람직하게는 0.70 ≤ x ≤ 0.96인 경우)이 소정의 경우에 아화학량론적일 수 있는 산화아연 포함 층(7)을 스퍼터링-침착하는 데 사용될 수 있다. 본 발명의 대안적인 실시 형태에서, 주석산아연, NiCr, NiCrN_x, NiCrMoN_x 또는 NiCrO_x와 같은 다른 재료가 층(7)에 사용될 수 있는 것이 가능하다.

여전히 도 1 및 도 2를 참조하면, 투명 적외선(IR) 반사 층(9, 9')은 바람직하게는 전도성이고 금속성 또는 실질적으로 금속성이며, 바람직하게는 은(Ag)을 포함하거나 이로 본질적으로 이루어진다. 본 발명의 바람직한 실시 형태에서, IR 반사 층(9, 9')은 다른 금속(들)으로 도핑되지 않는다. IR 반사 층(9, 9)은 코팅이 로이 및/또는 우수한 태양광 제어 특성, 예컨대 저방사도, 낮은 시트 저항 등을 가질 수 있도록 돕는다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 은(Ag) IR 반사 층(9, 9')은 투명 유전체 산화아연 포함 시드 층(7, 25) 위에 위치되고, 층(들)(9, 9') 중 하나 또는 둘 모두는 도핑된 은 보호층(10) 아래에 그와 직접 접촉하여 위치된다.

여전히 도 1 및 도 2를 참조하면, 배리어 층(11, 26)은 Ni 및/또는 Cr의 산화물의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있거나, 또는 금속성이고 Ni 및/또는 Cr의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있고, 예를 들어 질화물일 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 배리어 층(11 및/또는 26)은 각각 NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoO_x, NiCrMoN_x, NiTiNbO_x, 산화니켈(Ni), 산화크로뮴/크롬(Cr), TiO_x, 또는 니켈 합금 산화물, 예컨대 니켈 크롬 산화물(NiCrO_x), 또는 다른 적합한 재료의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 층(11, 26)은 약 0 내지 20% 질소, 더 바람직하게는 약 1 내지 10% 질소를 함유할 수 있다. 본 발명의 상이한 실시 형태에서, 층(11, 26)은 산화 구배될(oxidation graded) 수 있거나 그렇지 않을 수 있다. 산화 구배는 층에서의 산화도가 층의 두께를 통해 변화하여, 예를 들어, 도핑된 은 보호층(10)으로부터 더 멀리 또는 더 많이/가장 멀리 떨어져 있는 배리어 층의 일부분에서보다 바로 인접한 층(10)과의 접촉 계면에서 덜 산화되도록 배리어 층이 구배될 수 있게 함을 의미한다. 놀랍게도, 도핑된 은 보호층(10) 위에 그와 직접 접촉하는 배리어 층(11, 26)의 존재는 로이 코팅의 화학적 내구성을 개선하여, 화학적 노출 시에 탈층의 가능성을 감소시키는 것으로 확인되었다.

소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1에 도시된 것과 같은 예시적인 오버코트는 투명 유전체 층(13 및/또는 15)의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 유전체 층(13)은 금속 산화물, 예컨대 산화주석의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 금속 산화물 포함 층(13)(예컨대, 산화주석 또는 주석산아연)은 반사방지 목적으로 제공되고, 또한 코팅된 물품의 방사율 및 제조 공정의 안정성 및 효율을 개선한다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 산화주석 포함 층(13)은 질소 및/또는 아연과 같은 다른 재료로 도핑될 수 있다. 산화주석 기반 층(13)은 우수한 내구성을 제공하고 광 투과율을 개선한다. 유전체 층(15)은 질화규소(예를 들어, Si₃N₄ 또는 다른 적합한 화학량론) 또는 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서 산질화규소와 같은 임의의 다른 적합한 재료의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있다. 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 질화규소 층(15)은 도펀트로서 다른 재료, 예컨대 알루미늄, 또는 소량의 산소를 추가로 포함할 수 있다. 선택적으로, 소정의 예시적인 경우에, 다른 층, 예컨대 산화지르코늄 오버코트가 오버코트 형태의 층(15) 위에 제공될 수 있다. 층(15)은 내구성 목적을 위해 그리고 아래에 놓인 층을 보호하기 위해 제공된다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 질화규소 기반 층(15)은 굴절률(n)이 약 1.9 내지 2.2, 더 바람직하게는 약 1.95 내지 2.05일 수 있다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, Zr이 층(15)(또는 층(2) 또는 층(5))의 질화규소 내에 제공될 수 있다. 따라서, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 층들(2 및/또는 15) 중 하나 이상은 SiZrN_x 및/또는 산화지르코늄의 것이거나 이를 포함할 수 있다.

예시된 코팅 아래 또는 위에 다른 층(들)이 또한 제공될 수 있다. 따라서, 층 시스템 또는 코팅이 (직접 또는 간접적으로) 기판(1) "상"에 또는 그"에 의해 지지"되지만, 다른 층(들)이 이들 사이에 제공될 수 있다. 따라서, 예를 들어, 다른 층(들)이 층(3)과 기판(1) 사이에 제공되는 경우에도, 도 1의 코팅은 기판(1) "상"에 그리고 그"에 의해 지지되는" 것으로 간주될 수 있다. 더욱이, 본 발명의 소정의 실시 형태의 전체적인 사상으로부터 벗어남이 없이, 소정 실시 형태에서는 예시된 코팅의 소정 층이 제거될 수 있고, 한편 본 발명의 다른 실시 형태에서는 다른 층들이 다양한 층들 사이에 추가될 수 있거나, 또는 다양한 층(들)이 다른 층(들)에 의해 분할되어, 분할된 섹션들 사이에 상기 다른 층(들)이 추가될 수 있다.

본 발명의 상이한 실시 형태에서, 다양한 두께가 사용될 수 있지만, 도 1의 실시 형태에서의 유리 기판(1) 상의 각각의 층에 대한 예시적인 두께 및 재료는, 유리 기판으로부터 외향으로, 하기와 같다(예를 들어, 소정의 예시적인 경우에, 산화아연 층 및 질화규소 층 내의 Al 함량은 약 1 내지 10%, 더 바람직하게는 약 1 내지 3%일 수 있다). 표 1 및 표 2에서, 배리어 층(11, 23, 26)은 상기에 논의된 적합한 재료들 중 임의의 것, 예컨대 NiCr, NiCrN_x, NiCrMo, NiCrMoO_x, NiCrMoN_x, NiTiNbO_x, 산화니켈(Ni), 산화크로뮴/크롬(Cr), TiO_x, 또는 니켈 합금 산화물, 예컨대 니켈 크롬 산화물(NiCrO_x)의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있음에 유의한다. 그리고, 표 1 및 표 2에서 도핑된 은 보호층(10)은 AgZn, AgCu, AgNi, AgW, AgSn, AgSi, AgSiAl, AgZnAl, AgZnSi, AgZnSiCu, 및/또는 이들의 조합의 것일 수 있거나 이를 포함할 수 있다.

[표 1]

본 발명의 상이한 실시 형태에서, 다양한 두께가 사용될 수 있지만, 도 2의 실시 형태에서의 유리 기판(1) 상의 각각의 층에 대한 예시적인 두께 및 재료는, 유리 기판으로부터 외향으로, 하기와 같다(예를 들어, 소정의 예시적인 경우에, 산화아연 층 및 질화규소 층 내의 Al 함량은 약 1 내지 10%, 더 바람직하게는 약 1 내지 3%일 수 있다).

[표 2]

놀랍게도 그리고 예기치 않게도, 은 기반 IR 반사 층(9, 9')을 도핑된 은 층(10) 바로 아래에 그와 접촉하여 제공함으로써, 우수한 광학 특성 및 방사율 특성, 예컨대 필요할 때, 높은 LSG 값을 유지하면서, 은 기반 IR 반사 층(들)(9, 9') 및 전체 로이 코팅(30, 40)의 개선된 내부식성, 열 안정성, 및 화학적 내구성을 제공한다는 것을 알아내었다. 보호층(10)의 Ag 내의 도펀트 함량은 바람직하게는 낮게 유지되며, 도핑된 은 보호층(10)의 두께는, 필요하다면 보호층(10)에 의한 광 흡수를 감소시켜 코팅된 물품의 가시광선 투과율이 높게 유지될 수 있도록 하기 위하여, 바람직하게는 인접한 은 IR 반사 층(9, 9')보다 실질적으로 더 얇다. 예를 들어, 도 1 및 도 2의 실시 형태에서, 도핑된 은 보호층(10)은 바람직하게는 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서의 인접한 은 기반 IR 반사 층(9, 9')보다 실질적으로 더 얇은데, 그 이유는, 이것이 가시광선 투과율이 증가될 수 있게 하기 때문이다. 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도핑된 은 보호층(10)은 인접한 은 기반 IR 반사 층(9, 9')보다 적어도 40 옹스트롬(Å) 더 얇다(더 바람직하게는 적어도 50 Å 더 얇고, 더욱 더 바람직하게는 적어도 75 Å 더 얇고, 가장 바람직하게는 적어도 100 Å 더 얇다).

놀랍게도, 도핑된 은 보호층(10) 위에 배리어 층(11, 26)의 존재가 내구성에 특히 중요한 것으로 또한 확인되었다. 은 기반 IR 반사 층(9, 9') 위에, 도핑된 은 보호층(10)과 조합하여 배리어 층(11, 26)의 존재는 예기치 않게도 놀라운 방식으로 로이 코팅의 화학적 내구성을 개선하였다. 배리어 층(11, 26)이 존재하지 않았을 때, 화학 시험 시에 탈층이 일어날 수 있다.

본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 본 발명의 코팅된 물품(예를 들어, 도 1 및 도 2 참조)은 열 템퍼링과 같은 임의의 선택적인 열 처리 전 및/또는 후에, 일체형으로 측정될 때, 표 3에 기재된 하기 로이(저방사율), 태양광 및/또는 광학 특성을 가질 수 있다.

[표 3]

본 명세서에 논의된 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, IR 반사 층(9)(또는 9')과 은 도핑된 보호층(10)의 조합이 도 1 및 도 2의 로이 코팅에 사용되지만, 본 명세서에 기재된 IR 반사 층(9)(또는 9')과 은 도핑된 보호층(10)의 조합을 다른 로이 코팅에 사용하는 것이 가능하다. 예를 들어 그리고 제한 없이, 미국 특허 제5,344,718호, 제6,576,349호, 제8,945,714호, 제9,371,684호, 제9,028,956호, 제9,556,070호, 제8,945,714호, 및/또는 제9,028,983호(이들은 모두 이로써 본 명세서에 참고로 포함됨) 중 임의의 것에서의 로이 코팅에서의 은 기반 IR 반사 층(들)은 본 발명의 예시적인 실시 형태에서 본 명세서에 논의된 IR 반사 층(9)과 도핑된 은 보호층(10)의 조합으로 대체될 수 있다. 다시 말하면, 예를 들어, 미국 특허 제5,344,718호, 제6,576,349호, 제8,945,714호, 제9,371,684호, 제9,028,956호, 제9,556,070호, 제8,945,714호, 및/또는 제9,028,983호 중 임의의 것에서의 은 기반 IR 반사 층(들)은 본 명세서에 논의된 바와 같은 은 기반 IR 반사 층(9) 및 도핑된 은 보호층(10)으로 대체될 수 있다.

본 발명의 대안적인 실시 형태에서, 본 명세서에 기재된 임의의 실시 형태에서의 보호층(10)은 Ag 대신에 Cu에 기반할 수 있다. 다시 말하면, 금속성 또는 실질적으로 금속성인 보호층(10)은 도핑된 Cu일 수 있다. 따라서, 본 발명의 소정의 예시적인 실시 형태에서, 도 1 및 도 2 및 다른 실시 형태에서의 보호층(10)의 금속 함량은 80 내지 99.5% Cu, 더 바람직하게는 90 내지 99% Cu, 그리고 가장 바람직하게는 95 내지 99% Cu일 수 있고; 바람직하게는 0.5 내지 20% 도펀트, 더 바람직하게는 1 내지 10% 도펀트, 그리고 가장 바람직하게는 1 내지 5% 도펀트일 수 있으며, 도펀트는 Zn, Ag, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiAg, 또는 이들의 조합 중 임의의 것이다.

본 발명의 예시적인 실시 형태에 따른, 도 2에 도시된 바와 같은 실시예 1, 및 비교예(CE)를 제조하고 시험하였다. AgZn 보호층(10)(97% Ag, 및 3% Zn)이 실시예 1에는 존재하지만 비교예(CE)에는 존재하지 않은 것을 제외하고는, 실시예 1 및 CE 각각은 동일한 로이 코팅(40)을 가졌다. CE 및 실시예 1에 대한 층 두께는 하기와 같으며, 두께는 nm 단위이다.

[표 4]

실시예 1 및 CE에 대한 광학 데이터 및 열적 데이터는 적어도 600℃에서 적어도 8분 동안 동일한 열 처리(HT) 후에 하기와 같다. 하기 차트에서 "수직 방사율"은 수직 방사율/방사도(E_n)를 나타냄에 유의한다.

[표 5]

HT 후에, 실시예 1과 CE 사이에 현저한 차이가 있었다. 특히, CE의 코팅은 실시예 1의 코팅과 대비하여 HT 후에 적어도 5배만큼 많은 결함을 가졌다. 따라서, 은 IR 반사 층(9') 위에 도핑된 은 보호층(10)의 부가가 놀랍게도 코팅의 열 안정성을 개선한다는 것이 입증되었다.

추가적으로, 이어서 실시예 1 및 비교예(CE) 각각의 부식/내구성 특성을 시험하기 위하여, 이들에 대해 동일한 부식 시험을 수행하였다. 시험은 고습(85%) 및 고온(85℃)(HHHT) 2일 시험이었다. 이러한 시험 후의 실시예 1과 CE 사이의 차이는 두드러졌으며 놀라웠다. HHHT 시험 후에, CE는 실시예 1보다 더 많은 훨씬 더 나쁜 결함을 가졌다. 실시예 1이 HHHT 시험에서 CE보다 훨씬 더 내구성이 있었음을 현미경을 통해 알 수 있었다. 따라서, 은 IR 반사 층(9') 위에 도핑된 은 보호층(10)의 부가가 놀랍게도 코팅의 내구성을 개선한다는 것이 또한 입증되었다.

바로 앞의 선행하는 단락의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% 도펀트(원자 %)를 포함할 수 있고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상이다.

선행하는 2개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% 도펀트(원자 %)를 포함할 수 있고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상이다.

선행하는 3개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 IR 반사 층은 은으로 이루어지거나 본질적으로 이루어질 수 있다.

선행하는 4개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 IR 반사 층은 금속성일 수 있다.

선행하는 5개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 금속성 또는 실질적으로 금속성일 수 있다.

선행하는 6개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시광선 투과율이 적어도 40%, 더 바람직하게는 적어도 50%, 그리고 가장 바람직하게는 적어도 70%일 수 있다.

선행하는 7개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅된 물품은 광-대-태양열 이득비(LSG)가 적어도 1.10, 더 바람직하게는 적어도 1.30, 그리고 심지어 더 바람직하게는 적어도 1.60일 수 있다.

선행하는 8개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 Zn을 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Zn(원자%); 더 바람직하게는, 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Zn(원자%)을 포함할 수 있다.

선행하는 9개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 Cu를 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Cu(원자%); 더 바람직하게는, 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Cu(원자%)를 포함할 수 있다.

선행하는 10개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 Ni를 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Ni(원자%); 더 바람직하게는, 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Ni(원자%)를 포함할 수 있다.

선행하는 11개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 W를 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% W(원자%); 더 바람직하게는, 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% W(원자%)를 포함할 수 있다.

선행하는 12개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 Sn을 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Sn(원자%); 더 바람직하게는, 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Sn(원자%)을 포함할 수 있다.

선행하는 13개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 Si를 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Si(원자%); 더 바람직하게는, 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Si(원자%)를 포함할 수 있다.

선행하는 14개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 Zn 및 Cu를 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99% Ag 및 0.5 내지 10%의 각각의 Zn 및 Cu(원자 %)를 포함할 수 있다.

선행하는 15개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도펀트는 Zn 및 Si를 포함할 수 있고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99% Ag 및 0.5 내지 10%의 각각의 Zn 및 Si(원자 %)를 포함할 수 있다.

선행하는 16개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅된 물품은 열 템퍼링될 수 있다.

선행하는 17개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 상기 은을 포함하는 IR 반사 층보다 적어도 40 Å 더 얇을 수 있으며, 더 바람직하게는 적어도 75 Å 더 얇을 수 있으며, 그리고 더욱 더 바람직하게는 적어도 100 Å 더 얇을 수 있다.

선행하는 18개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 약 3 내지 70 Å 두께일 수 있고/있거나, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층은 약 40 내지 170 Å 두께일 수 있다.

선행하는 19개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 약 5 내지 25 Å 두께일 수 있고/있거나, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층은 약 60 내지 155 Å 두께일 수 있다.

선행하는 20개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 약 8 내지 15 Å 두께일 수 있고/있거나, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층은 약 80 내지 145 Å 두께일 수 있다.

선행하는 21개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 제1 유전체 층은 질화규소를 포함할 수 있다.

선행하는 22개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 9 옴/스퀘어 이하일 수 있고, 수직 방사율(E_n)이 0.11 이하일 수 있다.

선행하는 23개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층으로부터 이격되어 있고 그와 접촉하지 않는, 은을 포함하는 다른 적외선(IR) 반사 층을 추가로 포함할 수 있다.

선행하는 24개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 아래에 그와 직접 접촉하여 위치된 산화아연을 포함하는 유전체 층을 추가로 포함할 수 있다.

선행하는 25개의 단락 중 어느 하나의 코팅된 물품에 있어서, 상기 코팅은 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층 위에 그와 직접 접촉하여 위치된 Ni 및/또는 Cr을 포함하는 배리어 층을 추가로 포함할 수 있다. 상기 배리어 층은 Ni 및/또는 Cr의 질화물을 포함할 수 있다.

본 발명은 현재 가장 실용적이고 바람직한 실시 형태로 고려되는 것과 관련하여 설명되어 있지만, 본 발명은 개시된 실시 형태로 제한되지 않고, 대조적으로, 첨부된 청구범위의 사상 및 범주 내에 포함되는 다양한 변형 및 등가의 구성을 포함하고자 함이 이해되어야 한다.

Claims

유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
상기 코팅은
상기 유리 기판 상의 제1 유전체 층;
상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 위에 위치된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사 층;
상기 유리 기판 상의 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 그와 직접 접촉하여 위치된, 도핑된 은을 포함하는 보호층;
상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층, 및 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층 위에 위치된 제2 유전체 층
을 포함하며,
상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99.5% Ag 및 0.5 내지 20% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상이고;
상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 11 옴/스퀘어 이하이고, 수직 방사율(E_n)이 0.2 이하인, 코팅된 물품.
제1항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상인, 코팅된 물품.
제2항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 IR 반사 층은 은으로 본질적으로 이루어지는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 IR 반사 층은 금속성인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 금속성 또는 실질적으로 금속성인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시광선 투과율이 적어도 40%인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시광선 투과율이 적어도 50%인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 가시광선 투과율이 적어도 70%인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 광-대-태양열 이득비(light-to-solar gain ratio, LSG)가 적어도 1.10인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 광-대-태양열 이득비(LSG)가 적어도 1.30인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 광-대-태양열 이득비(LSG)가 적어도 1.60인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 Zn을 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Zn(원자 %)을 포함하는, 코팅된 물품.
제13항에 있어서, 상기 도펀트는 Zn을 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Zn(원자 %)을 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 Cu를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Cu(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제15항에 있어서, 상기 도펀트는 Cu를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Cu(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 Ni를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Ni(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제17항에 있어서, 상기 도펀트는 Ni를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Ni(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 W를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% W(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제19항에 있어서, 상기 도펀트는 W를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% W(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 Sn을 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Sn(원자 %)을 포함하는, 코팅된 물품.
제21항에 있어서, 상기 도펀트는 Sn을 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Sn(원자 %)을 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 Si를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Si(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제23항에 있어서, 상기 도펀트는 Si를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Si(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 Zn 및 Cu를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99% Ag 및 0.5 내지 10%의 각각의 Zn 및 Cu(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제25항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도펀트는 Zn 및 Si를 포함하고, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99% Ag 및 0.5 내지 10%의 각각의 Zn 및 Si(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅된 물품은 열 템퍼링되는(thermally tempered), 코팅된 물품.
제1항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 상기 은을 포함하는 IR 반사 층보다 적어도 40 Å 더 얇은, 코팅된 물품.
제1항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 상기 은을 포함하는 IR 반사 층보다 적어도 75 Å 더 얇은, 코팅된 물품.
제1항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 상기 은을 포함하는 IR 반사 층보다 적어도 100 Å 더 얇은, 코팅된 물품.
제1항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 약 3 내지 70 Å 두께이고, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층은 약 40 내지 170 Å 두께인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제31항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 약 5 내지 25 Å 두께이고, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층은 약 60 내지 155 Å 두께인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제32항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층은 약 8 내지 15 Å 두께이고, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층은 약 80 내지 145 Å 두께인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제33항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 제1 유전체 층은 질화규소를 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 9 옴/스퀘어 이하이고/이거나, 수직 방사율(E_n)이 0.11 이하인, 코팅된 물품.
제1항 내지 제35항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층으로부터 이격되어 있고 그와 접촉하지 않는, 은을 포함하는 다른 적외선(IR) 반사 층을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제36항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 아래에 그와 직접 접촉하여 위치된 산화아연을 포함하는 유전체 층을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
제1항 내지 제37항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 코팅은 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층 위에 그와 직접 접촉하여 위치된 Ni 및/또는 Cr을 포함하는 배리어 층(barrier layer)을 추가로 포함하는, 코팅된 물품.
제38항에 있어서, 상기 배리어 층은 Ni 및/또는 Cr의 질화물을 포함하는, 코팅된 물품.
유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
상기 코팅은
상기 유리 기판 상의 제1 유전체 층;
상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 위에 위치된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사 층;
상기 유리 기판 상의 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 그와 직접 접촉하여 위치된, 도핑된 은을 포함하는 보호층;
상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층, 및 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층 위에 위치된 제2 유전체 층
을 포함하며,
상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99.5% Ag 및 0.5 내지 20% Zn(원자 %)을 포함하고;
상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 11 옴/스퀘어 이하이고, 수직 방사율(E_n)이 0.2 이하인, 코팅된 물품.
제40항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 90 내지 99% Ag 및 1 내지 10% Zn(원자 %)을 포함하는, 코팅된 물품.
제40항 또는 제41항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 95 내지 99% Ag 및 1 내지 5% Zn(원자 %)을 포함하는, 코팅된 물품.
제40항 내지 제42항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99% Ag 및 0.5 내지 10%의 각각의 Zn 및 Cu(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
제40항 내지 제43항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99% Ag 및 0.5 내지 10%의 각각의 Zn 및 Si(원자 %)를 포함하는, 코팅된 물품.
유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품으로서,
상기 코팅은
상기 유리 기판 상의 제1 유전체 층;
상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 위에 위치된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사 층;
상기 유리 기판 상의 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 그와 직접 접촉하여 위치된, 도핑된 구리를 포함하는 보호층;
상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층, 상기 은을 포함하는 IR 반사 층, 및 상기 도핑된 구리를 포함하는 보호층 위에 위치된 제2 유전체 층
을 포함하며,
상기 도핑된 구리를 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99.5% Cu 및 0.5 내지 20% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Ag, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상이고;
상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 11 옴/스퀘어 이하이고, 수직 방사율(E_n)이 0.2 이하인, 코팅된 물품.
유리 기판에 의해 지지되는 코팅을 포함하는 코팅된 물품을 제조하는 방법으로서,
상기 유리 기판 상에 제1 유전체 층을 스퍼터링-침착하는 단계;
상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 위에 위치되게 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 적외선(IR) 반사 층을 스퍼터링-침착하는 단계;
상기 유리 기판 상의 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 그와 직접 접촉하여, 도핑된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 보호층을 스퍼터링-침착하는 단계로서, 침착되었을 때의 상기 도핑된 은을 포함하는 보호층의 금속 함량은 80 내지 99.5% Ag 및 0.5 내지 20% 도펀트(원자 %)를 포함하고, 상기 도펀트는 Zn, Cu, Ni, W, Sn, Si, SiAl, ZnAl, ZnSi, ZnSiCu, 및 이들의 조합 중 하나 이상인, 상기 단계; 및
상기 도핑된 은을 포함하는 금속성 또는 실질적으로 금속성인 보호층을 스퍼터링-침착한 후에, 상기 유리 기판 상의 적어도 상기 제1 유전체 층 및 상기 은을 포함하는 IR 반사 층 위에 위치되게 제2 유전체 층을 스퍼터링-침착하는 단계를 포함하며, 상기 코팅은 시트 저항(R_s)이 11 옴/스퀘어 이하이고, 수직 방사율(E_n)이 0.2 이하인, 방법.